Прибор для определения кривизны буровых скважин Советский патент 1932 года по МПК E21B47/22 G01B7/30 

Предлагается прибор для определения кривизны буровых скважин при помощи известного ранее измерительного прибора-волномера. Действие изобретенного прибора основано на применении ламповых генераторов высокой частоты и двух конденсаторов. Один из конденсаторов расположен в горизЬнтальной плоскости и изменение его емкости указывает угол отклонения скважины от вертикали, другой-в вертикальной плоскости и служит для определения направления отклонения траектории скважины по странам света. Ориентация прибора в отношении азимута производится известным ранее способом-при помощи жироскопа, а отклонение скважины от вертикали-кардановым подвесом.

Фиг. 1 схематического чертежа показывает прибор для определения кривизны буровых скважин в продольном разрезе по линии АВ на фиг. 2; фиг. 2- продольный разрез его по линии CD на фиг. 1; фиг. 3-поперечный разрез его по линии EF на фиг. 1.

Указанный прибор состоит из двух частей, связанных между собой электрически при помощи освинцованного четырехжильного кабеля 1, покрытого сверху стальной оплеткой. Одна часть прибора опускается на кабеле-канате в скважину, траекторию которой желают

исследовать. Вторая часть остается на поверхности земли и по приборам, на ней расположенным, можно в каждый данный момент судить о направлении и степени наклона траектории скважины. Прибор, опускаемый в скважину, представляет собой прочный стальной цилиндр 9, выдерживающий большое давление. Внутри цилиндра 9 помещены два ламповых катодных генератора 7 и 8 высокой частоты. Колебательный контур одного генератора 7 возбуждается обратной связью, при чем частота колебаний генератора 7 соответствует постоянная длина излучаемой волны, которая при неизменной величине самоиндукции зависит исключительно от величины емкости конденсатора 14-6.

Конденсатор 14-6 представляет собой две концентрически расположенные шаровые пластины 14-б, из которых пластина б подвешена на кардановом шарнире 16 и, следовательно, может отклоняться в любую сторону, пластина же 14-неподвижно прикреплена ко дну прибора. Емкость между этими двумя пластинами 6 - 14, максимальная при вертикальном положении прибора, будет уменьшаться при наклоне оси прибора в какую-либо сторону. При этом длина волны контура генератора 7 будет меняться так, что каждому углу отклонения от вертикади будет соответствовать

совершенно определенная длина волны, которая может быть замерена надземной частью прибора - волномером, при чем переключатель волномера устанавливают в первое положение. )

Этим переключателем поворачиваются и устанавливаются в рабочее положение катушка связи самоиндукции и кагушка возбуждения генератора 7, подобранные для данного диапазона волн, чем избегается какая бы то ни было дополнительная подстройка. Одновременно переключателем включается конденсатор колебательного контура сетки волномера, шкала которого проградуирована непосредственно в градусах отклонения прибора от вертикали.

Момент резонанса устанавливается на телефон.

Для определени-я направления отклонения траектории скважины по странам света (азимута) служит второй катодный генератор 8 высокой частоты. Емкость колебательного контура этого генератора образована изогнутой по дуге пластиной 10, могущей поворачиваться под действием силы тяжести вокруг оси шара 5, несущего вторую распирающуюся обкладку 12, имеющую форму клина и укрепленную на поверхности шара 5, сделанного из изоляционного материала. Шар 5, а следовательно и обкладка 12, определенно ориентированы в пространстве жироскопом 15, помещенным внутри шара 5. Жироскоп 15 вращается непрерывно двумя моторами 4 постоянного тока, питаемыми через дроссель 2 аккумуляторами, расположенными на поверхности земли. Шариковые подшипники наверху и острие внизу шара гарантируют минимальное трение, а, следовательно, и неподвижность шара при вращении всего стального цилиндра вокруг его оси.

Второй обкладкой конденсатора является изогнутая пластина 10, могущая вращаться вокруг верхнего и нижнего подшипника шара 5 и имеющая изолированное основание 11; центр тяжести этой изогнутой пластины 10, стремясь занять наинизшее положение, заставит ее расположиться в плоскости, в которой лежит ось наклоненного цилиндра 9 и вертикаль. При этом емкость конденсатора, образованного изогнутой пластиной, 10 и клинообразной распирающей обкладкой 12, будет вполне определенной для каждого данного случая, так как клинообразная обкладка 12 точно ориентирована в пространстве жироскопом 15; при повороте пластины 10 вокруг шара 5 на 360 эта емкость будет меняться от некоторого минимума до некоторого максимума по закону прямой линии, что значительно облегчает градуировку волномера. При этом рычаг волномера устанавливается во второе положение, в котором переводятся в рабочее положение катушка связи самоиндукции и катушка возбуждения генератора 8 и подключается конденсатор колебательного контура волномера, шкала которого проградуирована от О до 360 и дает сразу представление онаправ лении отклонения траектории скважины. Таким образом, зная длину каната, степень и направление отклонения по волномеру, можно точно определить положение прибора под землей в каждый данный момент.

Надземная часть прибора-волномер имеет всего одну лампу и два конденсатора, шкалы которых проградуированы соответственно своим назначениям. Переключатель дает возможность подобрать раз навсегда наивыгоднейшие величины катушек связи и возбуждения. S Момент резонанса находится по телефону, включенному в анод лампы.

На приборе помещены клеммы 3, к которым с одной стороны приключены соответствующие жилы кабеля и с другой стороны малрвольтовая и многовольтовая аккумуляторные батареи. Перед спуском следует ориентировать оси жироскопов в каком - нибудь намеченном направлении, например, с севера на юг. С этой целью включают волномер и выключают рубильник, затем наклоняют снаряд под некоторым углом, например, 20 к вертикали в плоскости с севера на юг, и медленно поворачивают вокруг его оси до обнаружения на телефон момента резонанса. Переключатель при этом устанавливают во второе положение, затем замыкают рубильник, чем включают моторы 4 жироскопа 15 и, проверив снова ориентацию оси жироскопа, приступают к измерениям.

Резонанс на телефон обнаруживается чрезвычайно просто и не требует особой квалификации от обслуживающего установку персонала.

Точность может достигнуть весьма большой величины-долей градуса, что объясняется чрезвычайной остротой настройки по этому методу.

Предмет изобретения.

Прибор для определения кривизны буровых скважин, ориентируемый по странам света посредством жироскопа, отличающийся применением для определения угла отклонения конденсатора, образованного пластиной 14, жестко скрепленной с прибором, и пластиной 6,

подвешенной на кардановом шарнире 16, каковой конденсатор включен в цепь сетки и катодного генератора 7, а для определения азимута - второго конденсатора, образованного изогнутой по дуге металлической пластинкой 10, могущей поворачиваться под действием силы тяжести вокруг оси шара, несущего вторую распирающуюся обкладку 12 конденсатора и вращаемого жироскопом 15, каковой конденсатор включен в цепь сетки катодного генератора 8, по изменению длины волн каковых генераторов 7 и 8 судят о величине емкости соответствующего конденсатора, а, стало быть, и о взаимном положении era обкладок. к авторскому и Н. свидетельству Ф. П. Крынецкогс А. Бронштейна № 24854